Các nhà khoa học đang hy vọng rằng những mô phỏng mới, như mô phỏng gần đây do các nhà nghiên cứu tại Đại học Northwestern tạo ra, có thể tiết lộ nguồn gốc của những hố đen siêu lớn.
Trong số những vật thể này, có một số vật thể đặc biệt thú vị đối với các nhà khoa học, như hố đen siêu lớn ở trung tâm dải Ngân hà của chúng ta và vật thể được chụp trong bức ảnh hố đen đầu tiên mang tính biểu tượng do Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện chụp và được công bố vào năm 2019.
Claude-André Faucher-Giguère, tác giả chính của nghiên cứu mới và là nhà vật lý tại Đại học Northwestern, cho biết: “Lý do các hố đen siêu lớn rất khó giải thích là việc hình thành chúng đòi hỏi phải nhồi nhét một lượng vật chất khổng lồ vào một không gian nhỏ. Làm thế nào vũ trụ xoay sở để làm được điều đó? Cho đến nay, các nhà lý thuyết đã đưa ra những giải thích dựa trên việc chắp vá các ý tưởng khác nhau về cách vật chất trong các thiên hà được nhồi nhét vào trong cùng một phần triệu kích thước của một thiên hà".
Các hố đen siêu lớn có thể nặng gấp hàng triệu hoặc hàng tỉ lần so với mặt trời, và chúng dựa vào dòng khí ổn định để duy trì trạng thái tỉnh táo. Để hiểu được những cấu trúc khổng lồ này phát triển như thế nào, các nhà khoa học cần phải hiểu những cách khác nhau mà khí lưu thông khắp vũ trụ để nuôi chúng.
Mô phỏng mới cho thấy các quá trình vật lý quan trọng ảnh hưởng đến dòng khí. Sự giãn nở của vũ trụ, trọng lực, gió từ các ngôi sao lớn, vụ nổ siêu tân tinh và môi trường thiên hà quy mô lớn là một số yếu tố được đưa vào mô phỏng mới để tạo ra một bức tranh chính xác.
Nghiên cứu của các nhà khoa học đã dẫn đến một số ý tưởng mới về cách thức những khối khí đến được những miệng siêu lớn đó.
Faucher-Giguère cho biết: “Các mô phỏng của chúng tôi cho thấy các cấu trúc thiên hà, chẳng hạn như các nhánh xoắn ốc, sử dụng lực hấp dẫn để 'hãm phanh' khí mà nếu không nó sẽ quay quanh trung tâm thiên hà mãi mãi".
Nghiên cứu cho mô phỏng được trình bày chi tiết trong một bài báo xuất bản ngày 17.8 trên Tạp chí Vật lý Thiên văn.